1、2022-4-251 TD-SCDMA概述 TD-SCDMA原理 TD-SCDMA关键技术2022-4-252WCDMATD-SCDMACDMA20002001年年3月，月，TD-SCDMA被纳入被纳入3GPP R4规范（规范（LCR TDD）；）；由中国提出的第一个完整的通信技术标准，适合于独立组网及混合组网；由中国提出的第一个完整的通信技术标准，适合于独立组网及混合组网；TD-SCDMA系统频谱利用率高、抗干扰能力强，集多种多址技术于一体：系统频谱利用率高、抗干扰能力强，集多种多址技术于一体：CDMATDMAFDMA SDMA采用了智能天线、联合检测、接力切换、上行同步、动态信道分配、软件
2、无采用了智能天线、联合检测、接力切换、上行同步、动态信道分配、软件无线电等先进技术；线电等先进技术；国内企业拥有国内企业拥有TD-SCDMA核心知识产权（核心知识产权（IPR） ，尤其在最能体现，尤其在最能体现TD-SCDMA特征的物理层上特征的物理层上。2022-4-25360 MHz30 MHz FDDTDD100 MHz15MHz 40 MHz 178518501755188019201980 2010 20252110217022002400 Satellite Empty Satellite 23002022-4-254多址接入方式 ：DS-CDMA/TDMA码片速率 : 1.28M
3、cps(WCDMA的1/3)双工方式 ：TDD载频宽度 ：1.6MHz扩频技术 ：OVSF调制方式 ：QPSK,8PSK编码方式 ：1/21/3的卷积编码，Turbo编码2022-4-255 TD-SCDMA概述 TD-SCDMA原理 多址方式 双工方式 物理层 TD-SCDMA关键技术 TD-SCDMA优势 TD-SCDMA产品 TD-SCDMA方案建议2022-4-256Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access (时分时分双工双工的同步码分多的同步码分多址址)2022-4-257 每个用户通过临时分配到的CDMA码来被识
4、别下行下行下行上行timeenergyfrequencySDMA 1.6 MHz最多可达16个码道 ：FDMA、TDMA、CDMA、SDMA的最优结合的最优结合 时隙2022-4-258 频分多址 TDD模式反映在频率上，是上行下行共用一个频点， 节省了带宽。在频率轴上，不同频点的载波可以共存。 时分多址 在时间轴上，上行和下行分开，实现了TDD模式。 码分多址 能量轴上，每个频点的每个时隙可以容纳16个码道。 空分多址 通过使用智能天线技术，针对不同的用户使用不同 的赋形波束覆盖，有效的降低干扰，提高系统的容量。2022-4-259 TD-SCDMA概述 TD-SCDMA原理 多址方式 双工
5、方式 物理层 TD-SCDMA关键技术2022-4-2510上下行采用分开的对称的频段上下行采用相同的频段2022-4-2511上行下行TDDFDD2022-4-2512上行下行频率保护间隔TDDFDDTD-SCDMA： 频宽1.6 MHz 基于TDD工作方式频带频带较窄较窄双工间双工间隔较窄隔较窄已分配未分配TD-SCDMA2022-4-2513上行下行数据下载数据上传灵活分配上灵活分配上/下行时隙比例，高效支持非对称业务下行时隙比例，高效支持非对称业务入城出城入城出城早上上班下午下班资源浪费资源浪费2022-4-2514上上/下行工作于同一频点，信道环境下行工作于同一频点，信道环境具有具有
6、互易性互易性，有利于智能天线等，有利于智能天线等先进技术的应用先进技术的应用双向行使单向行使?2022-4-2515 TDDTDD的优点的优点 易于使用非对称频段, 无需具有特定双工间隔的成对频段 适应用户业务需求，灵活配置时隙，优化频谱效率 上行和下行使用同个载频，故无线传播是对称的,有利于智能天线技术的实现 无需笨重的射频双工器，小巧的基站，降低成本时分双工时分双工 (TD-SCDMA):上行频带和下行频带相同上行频带和下行频带相同 D U D D D DDD频分双工频分双工 (FDD):上行频带和下行频带分离上行频带和下行频带分离 DD D D DDDUU 上行D 下行未使用 2022-
7、4-2516 TD-SCDMA概述 TD-SCDMA原理 多址方式 双工方式 物理层 TD-SCDMA关键技术2022-4-2517下行时隙下行时隙上行时隙上行时隙上上/下行时隙下行时隙保护间隔保护间隔TS0TS1TS6TS5TS4TS3TS2DwPTSGPUpPTS无线帧无线帧无线子帧无线子帧无线子帧无线子帧5ms5ms10ms2022-4-25182:43:31:52022-4-2519DwPTS： 下行同步与小区搜索，下行同步与小区搜索，75sMain GP：上：上/下行保护间隔，下行保护间隔， 75sUpPTS： 上行同步、随机接入，上行同步、随机接入，125s下行上行保护间隔DwPT
8、SMain GPUpPTSGP SYNC_DLGPSYNC_UL96 chips96 chips160 chips32 chips32 chips 64 chips128 chipsTS0TS1TS6TS5TS4TS3TS22022-4-2520 DwPTS:DwPTS:用于下行同步和小区初搜：32Chips用于保护；64Chips用于导频序列；时长75us32个不同的SYNC-DL码，用于区分不同的基站； UpPTS:UpPTS: 用于建立上行初始同步和随机接入；160Chips: 其中128Chips用于SYNC-UL，32Chips用于保护 G G96Chips保护时隙，时长75us用于
9、下行到上行转换的保护SYNC 64cSYNC1 128cGP 32cGP 32cGTS0TS12022-4-2521 每时隙由 864 Chips组成，时长675us； 业务和信令由两个数据块组成，每个数据块分别由352 Chips组成； 16 Chips为保护； TS0为下行广播时隙； TS1为上行时隙。每时隙可同时承载每时隙可同时承载16个个SF = 16的码道的码道TS0TS1TS6TS5TS4TS3TS2Data 1Data 2MidambleG352 chips352 chips144 chips16 chips864chips 0.675ms2022-4-2522在在TD-SCDM
10、ATD-SCDMA系统中，系统中，P-CCPCH P-CCPCH （BCHBCH）必须分配在）必须分配在TS0TS0；P-CCPCHP-CCPCH必须使用全向波束，覆盖整个小区必须使用全向波束，覆盖整个小区/ /扇区；扇区；因此，因此，P-CCPCHP-CCPCH不能采用波束赋型；不能采用波束赋型；TS0TS0的突发结构同业务时隙（的突发结构同业务时隙（Traffic TimeslotTraffic Timeslot）。）。GDwPTSUpPTSBCHTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS62022-4-2523GDwPTSUpPTSBCHTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS6n业务时隙
11、可以安排：业务时隙可以安排：n公共信道（包括共享信道）；公共信道（包括共享信道）；n专用信道；专用信道；n需要进行扩频、加扰操作；需要进行扩频、加扰操作；n可以波束赋型，对用户定向发射接收；可以波束赋型，对用户定向发射接收；n需要功率控制；需要功率控制；n可以携带可以携带 L1L1层的控制命令（层的控制命令（TFCITFCI、TPCTPC、SS SymbolSS Symbol）；）；2022-4-2524DataMidambleDataTFCI 1SSTPCTFCI 2DataMidambleDataTFCI 3SSTPCTFCI 4时隙i时隙i5ms无线子帧5ms无线子帧10ms无线帧352
12、 chips352 chips144 chips352 chips352 chips144 chipsGP(16 chips)GP(16 chips)DataData： 数据部分，用于承载用户数据部分，用于承载用户/ /信令数据信令数据 MidambleMidamble：训练序列，用于信道估计、功率电平测量训练序列，用于信道估计、功率电平测量 TFCITFCI：传输格式组合指示，指示传输格式组合方式传输格式组合指示，指示传输格式组合方式 SSSS：同步偏移，同步调整指令同步偏移，同步调整指令 TPCTPC：发射功率控制，发射功率调整指令发射功率控制，发射功率调整指令 GPGP：保护间隔，发射机
13、关闭时延保护保护间隔，发射机关闭时延保护2022-4-2525p训练序列的作用：训练序列的作用： 上下行信道估计：用于联合检测上下行信道估计：用于联合检测 功率测量：用于在下行发送功率测量：用于在下行发送TPCTPC调整指令调整指令 上行同步保持上行同步保持: :用于在下行发送用于在下行发送SSSS调整指令调整指令 用来区分相同小区、相同时隙内的不同用户的用来区分相同小区、相同时隙内的不同用户的p训练序列的构成：训练序列的构成：整个系统有整个系统有128个长度为个长度为128chips的的基本基本midamble码码，分成，分成32个码组，个码组，每组每组4个。一个小区采用哪组基本个。一个小区
14、采用哪组基本midamble码由基站决定，基站决定本码由基站决定，基站决定本小区将采用这小区将采用这4个基本个基本midamble中的哪一个中的哪一个在同一小区的同一时隙内用户具有相同的基本在同一小区的同一时隙内用户具有相同的基本Midamble码序列，码序列，不同不同用户的用户的Midamble序列序列只是基本训练序列的时间移位只是基本训练序列的时间移位由由144Chips组成；组成；p Midamble的发射功率与同一个突发中的数据符号的发射功率相同的发射功率与同一个突发中的数据符号的发射功率相同p 对对Midamble不进行扩频和加扰的操作不进行扩频和加扰的操作2022-4-2526 码
15、码2022-4-2527q用于区分小区q128个扰码分成32组，每组4个q扰码码组由基站使用的SYNC_DL序列确定q扰码长度为162022-4-2528qSYNC_DL：用于区分小区qSYNC_UL：用于区分上行接入时的ueqMidamble：用于区分同一时隙的不同用户2022-4-2529码组TD-SCDMA码字SYNC_DL IDSYNC_UL ID扰码ID基本Midamble码 ID100.700112233218.15445566773231248.2551241241251251261261271272022-4-2530传输信道物理信道DCHDedicated Physical
16、Channel (DPCH)BCHPrimary Common Control Physical Channels (P-CCPCH)PCHSecondary Common Control Physical Channels(S-CCPCH)FACHSecondary Common Control Physical Channels(S-CCPCH)Page Indicator Channel (PICH)RACHPhysical Random Access Channel (PRACH)USCHPhysical Uplink Shared Channel (PUSCH)DSCHPhysica
17、l Downlink Shared Channel (PDSCH)Down link Pilot Channel (DwPCH)Up link Pilot Channel (UpPCH)Fast Physical Access Channel (FPACH)HS-DSCHHigh Speed Physical Downlink Shared Channel (HS-PDSCH)Shared Control Channel for HS-DSCH (HS-SCCH)Shared Information Channel for HS-DSCH (HS-SICH)2022-4-2531传输信道 TD
18、-SCDMA 物理信道 WCDMA 物理信道DCHDPCHDPCHBCHP-CCPCHP-CCPCHPCHS-CCPCHS-CCPCHFACHS-CCPCHS-CCPCHRACHPRACHPRACHDSCHPDSCHPDSCHDwPCH、UpPCH、 PUSCH 、 FPACH、PICHSCH、CPICH、PICH、 PCPCH 、AICH、 AP-AICH、CD/CA-ICH、CSICHHS-DSCHHS-PDSCHHS-DSCHHS-SCCHHS-SCCHHS-SICHHS-DPCCH2022-4-2532每个每个BRUBRU（Basic Resource UnitBasic Resour
19、ce Unit）传输的速率：）传输的速率：2022-4-2533UpPTS(160chips)Subframe 5ms (6400chip)1.28McpsDwPTS(96chips)GP (96chips)Switching PointSwitching PointCase Max. cell radiusno UpPTS DwPTS interference allowed11.25 kmUpPTS DwPTS interference allowed, but no interference to TS0 allowed22.5 kmno TS1 DwPTS interference a
20、llowed, other interference allowed30 kmTS1 DwPTS interference allowed, but no interference to TS0 allowed41.25 km2022-4-2534C为信号空中传播的速度，约为信号空中传播的速度，约300m/us2022-4-2535 TD-SCDMA概述 TD-SCDMA原理 TD-SCDMA关键技术2022-4-2536 智能天线（Smart Antenna） 上行同步（Uplink Synchronization） 联合检测（Joint Detection） 接力切换（Convention
21、al handover） 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）(.)5421362022-4-2537 目标目标将目标用户的能量最大化将目标用户的能量最大化将其他用户的干扰最小化将其他用户的干扰最小化 思想思想发展空分技术发展空分技术静态的固定扇区静态的固定扇区- -动态的天线动态的天线波束波束2022-4-2538优势： 用户跟随 能量集中 干扰抑制2022-4-2539FDD方式 ：由于上、下行链路信号传播的无线环境受频率选择性衰落影响不相同，由于上、下行链路信号传播的无线环境受频率选择性衰落影响不相同，所以根据上行链路计算得到的权值不能直接应用于下行链路所
22、以根据上行链路计算得到的权值不能直接应用于下行链路TDD方式 ：上、下行链路使用相同频率传输信号，且间隔时间短，链路无线传播上、下行链路使用相同频率传输信号，且间隔时间短，链路无线传播环境差异不大，可以使用相同权值环境差异不大，可以使用相同权值 TDD方式FDD方式2022-4-2540 广播波束 业务波束 智能天线在广播信道和业务信道智能天线在广播信道和业务信道分别工作于两种模式，工作在业分别工作于两种模式，工作在业务信道上时波束较窄，增益较大，务信道上时波束较窄，增益较大，这样一方面可以节省移动台和基这样一方面可以节省移动台和基站发射功率，另一方面可以减小站发射功率，另一方面可以减小干扰。
23、干扰。2022-4-2541上行上行: 基站接收信号有方向性，对接收方向基站接收信号有方向性，对接收方向 以外干扰有很强的抑制作用以外干扰有很强的抑制作用下行下行: 波束赋形后低旁瓣泄漏大大减小对波束赋形后低旁瓣泄漏大大减小对 小区内小区内/小区间其他用户信号的干扰小区间其他用户信号的干扰2022-4-2542 智能天线（Smart Antenna） 上行同步（Uplink Synchronization） 联合检测（Joint Detection） 接力切换（Conventional handover） 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）(.)5421362
24、022-4-2543码道非正交码道非正交扩频码到达基站接收机时间扩频码到达基站接收机时间不同步不同步CODE1CODE2CODEN2022-4-2544上行同步：每个移动终端发射的码道信号到达基站的时间相同。使正交扩频码的各个码道在解扩时完全正交，相互间不会产生多址干扰。避免码道非正交所带来的干扰，大大提高CDMA的系统容量，提高频谱利用率。tCODE1CODE2CODEN2022-4-2545同步的建立(开环同步) 在随机接入时建立 依靠NodeB接收到的SYNC_UL 立即在对应的FPACH（下行物理信道）进行控制同步的保持(闭环同步) 在每一上行帧检测Midamble 立即在下一个下行帧
25、进行闭环控制出现失步后重新建立同步（外环同步)2022-4-2546 智能天线（Smart Antenna） 上行同步（Uplink Synchronization） 联合检测（Joint Detection） 接力切换（Conventional handover） 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）(.)5421362022-4-2547 ISI（符号间干扰）接收信号能量MAIISI接收信号能量MAIISI热噪声热噪声2022-4-2548联合检测联合检测 优势 ：抑制ISI（符号间干扰）与MAI（多址干扰） 抑制远近效应，降低功率控制要求接收信号能量MAI
26、ISI接收信号能量MAIISI接收信号能量热噪声热噪声热噪声 联合检测联合检测 ：通过数据符号间、码间的相关性在多个用：通过数据符号间、码间的相关性在多个用 户中检户中检 测，提取出所需的信号。测，提取出所需的信号。2022-4-2549接收信号能量MAI接收信号能量MAI接收信号能量热噪声热噪声热噪声传统接收机传统接收机联合检测联合检测传统接收机：传统接收机： 小信号被淹没小信号被淹没联合检测：联合检测： 小信号依然能够解调小信号依然能够解调2022-4-2550 联合检测的优点：降低干扰扩大容量降低功控要求，削弱远近效应 联合检测的缺点：增加系统复杂度(矩阵求逆)系统处理时延需要要消耗一定
27、的资源2022-4-2551 智能天线（Smart Antenna） 上行同步（Uplink Synchronization） 联合检测（Joint Detection） 接力切换（Conventional handover） 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）(.)5421362022-4-2552定义：定义：利用智能天线和上行同步等技术，在对UE的距离和方位进行定位的基础上，根据UE方位和距离信息作为辅助信息来判断目前UE是否移动到了可进行切换的相邻基站的临近区域。如果UE进入切换区，则RNC通知该基站做好切换的准备，从而达到快速、可靠和高效切换的目的。优
28、点：优点：接力切换通过与智能天线和上行同步等技术有机结合，巧妙地将软切换的高成功率和硬切换的高信道利用率综合起来，是一种具有较好系统性能的优化的切换方法，同时测量对象数目的减少使得终端的功耗降低。2022-4-2553软切换软切换硬切换硬切换接力切换接力切换2022-4-2554接力切换接力切换硬切换硬切换软切换软切换基站A基站B基站A基站B基站A基站B2022-4-2555接力切换接力切换硬切换硬切换软切换软切换（长期保持）（长期保持）基站A基站B基站A基站B基站A基站B软切换浪费资源！软切换浪费资源！硬切换容易掉话！硬切换容易掉话！2022-4-2556接力切换接力切换硬切换硬切换软切换软
29、切换基站A基站B基站A基站B基站A基站B2022-4-25572022-4-2558p与软切换比较相同点：相同点：具有较高的切换成功率、较低的掉话率以及较小的上行干扰等优点不同点：不同点：接力切换不需要同时有多个基站为一个移动台提供服务，因而克服了软切换需要占用的信道资源多、信令复杂、增加下行链路干扰等缺点。p与硬切换比较相同点：相同点：具有较高的资源利用率，简单的算法、以及较轻的信令负荷等优点。不同点：不同点：接力切换断开原基站和与目标基站建立通信链路几乎是同时进行的，因而克服了传统硬切换掉话率高、切换成功率低的缺点。 接力切换是介于硬切换和软切换之间的一种新的切换方法。接力切换是介于硬切换
30、和软切换之间的一种新的切换方法。传统的软切换、硬切换都是在不知道传统的软切换、硬切换都是在不知道UE的准确位置下进行的，因而需要的准确位置下进行的，因而需要对所有邻小区进行测量，而接力切换只对对所有邻小区进行测量，而接力切换只对UE移动方向的少数小区测量移动方向的少数小区测量。2022-4-2559 智能天线（Smart Antenna） 上行同步（Uplink Synchronization） 联合检测（Joint Detection） 接力切换（Conventional handover） 动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）(.)5421362022-4-
31、2560频域频域时域时域空域空域物理信道资源物理信道资源码域码域是利用系统的综合信息，对系统中的所有资是利用系统的综合信息，对系统中的所有资源同一实施分配、调度和管理，在确保通信链路和系统性源同一实施分配、调度和管理，在确保通信链路和系统性能的前提下，最大限度地提高系统资源利用率。能的前提下，最大限度地提高系统资源利用率。2022-4-2561减小干扰减小干扰增加系统容量增加系统容量 慢速DCA 快速DCA交叉时隙调整交叉时隙调整 在终端接入和链路持续期间，对信道进行动态地分在终端接入和链路持续期间，对信道进行动态地分 配和调整。配和调整。 应用：应用： 信道调整信道调整 资源整合资源整合20
32、22-4-2562 慢速慢速DCA(DCA(把资源分配给小区把资源分配给小区) )主要任务是进行小区间的资源分配，在每个小区内分配和调整上下行链路资源、测量网络端和用户端的干扰，并根据本地干扰情况为信道分配优先级。 快速快速DCA(DCA(把资源分配给承载业务把资源分配给承载业务) )信道分配：根据其需要的RU的多少为承载业务分配物理信道；信道调整：RNC对小区负荷情况，终端移动情况，和信道质量的监测结果，动态对RU进行调配和切换2022-4-2563智能天线智能天线时分双工时分双工上行同步上行同步联合检测联合检测接力切换接力切换动态信道分配动态信道分配高效的频谱利用率高效的频谱利用率强大的抗干扰能力强大的抗干扰能力 高效支持非对称数据业务高效支持非对称数据业务满码道工作，码道受限系统满码道工作，码道受限系统大大节省系统成本大大节省系统成本2022-4-2564
